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中国甘薯(Ipomoea batatas)品种资源遗传多样性及分子鉴定研究

王士泉  
【摘要】: 甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)属于番薯属(Ipomoea L.),旋花科(Convolvulaceae),是蔓生性多年生或一年生草本。甘薯原产南美洲,现在广泛分布于世界热带、亚热带和温带地区。甘薯利用根、茎进行无性繁殖,四季可种,不择土壤,高产稳产,适应性广,再生能力强,根、茎、叶均能食用,营养丰富。甘薯是重要的粮食作物,在我国粮食作物中居第四位。但甘薯在遗传上的高度杂合性和种间、种内广泛存在的杂交不亲和性,严重制约了甘薯的生产和发展,培育高产、优质、抗逆性强、无病毒、耐储藏的优良甘薯品种,仍然是十分迫切的事。 本研究采用随机扩增多态性DNA(Random Amplified Polymorphic DNA,简称RAPD)分子标记技术,首次对采自山东农业科学院和徐州甘薯研究中心的50个国内外甘薯品种进行遗传多样性和分子鉴定研究,分析这些品种之间的亲缘关系,进行种质资源分析和品种鉴定,旨在为引种鉴定、选育和杂交育种提供一定的理论依据。 本文从386个随机引物中筛选出24个扩增强、重复性好、带型清晰、不同品种间多态性高的引物进行扩增。结果表明:24个有效引物共产生157条DNA片段,大小分布在100bp-3500bp之间,其中91条具有遗传多态性,约占总数的58%,平均每个引物扩增的DNA带数为6.54条。将任一扩增带看作一个性状,按带的有无列出二元数据矩阵,利用NTSYS-pc软件计算出材料间的Jaccard遗传相似性系数。50个甘薯品种基因型的遗传相似性分析表明,其相似性系数分布在0.496-0.930之间,这表明这些品种基因型之间的遗传多态性较为丰富。通过非加权算术平均聚类(UPGMA)的方法,绘制出这些甘薯品种基因型之间的遗传关系树状图。根据相似性系数和聚类结果,在相似性系数0.70处,这些甘薯品种明显地聚为4类:A类、B类、C类、D类。在相似性系数0.75处,这些品种可分为14个组。各组内的相似性系数都大于0.73,表明组内亲缘关系较近,但也存在一定的遗传差异。 A类分为A1、A2两个组,B类分为B1、B2两个组,C类包括C1、C2、C3、C4四个组,D类包括D1、D2、D3、D4、D5、D6六个组。A1组包括:1 470042、26南放、11胜南,A2组包括:36烟薯6号。B1组包括:21济薯2号、32鲁薯2号、34华北52-45、37青农8号、47徐236,B2组包括:28南京92、35济薯5号、33洛红3号、45许薯4号。C1组包括:4 460188、19栗子香、23徐941、40苏薯1号,C2组包括:17徐1-2、27一窝红、30新种花、31浙薯1号、43宁远30日早、49宛薯596,C3组包括:5 460103、6 460027、14济南红、25南京51、39禺北白、50陕薯1号,C4组包括:15烟薯8号、29安薯07、44胜利百号、48丰收黄、42徐61。D1组包括:2 460363、24美国红、18徐薯18, DZ组包括:9台农 9号、12板栗黄、22辽薯 224,D3:组包括:3 460021、8 460097、20南瑞菩、7 460379.10苏薯2号、46高系14,D4组包括:16郑 颖红、41 安薯1号,DS组只包括38烟薯2号,D6组只包括13香薯。 从供试的这些品种来看,国外引进品种属于几个不同的组。这表明来源不同 的品种之间亲缘关系较远,遗传差异较大。从所有的供试材料来看,各个材料之 间的遗传距离都大于零值,又都能聚在一起,这表明这些材料之间有相同的遗传 背景,但相互间又存在一定的差异。 通过随机扩增,部分品种产生了特异带,部分品种不具有某些特异带。据此, 可以对其进行品种鉴定。有的品种用一个引物进行RAPD扩增难以区别,必须采用 几个引物。从实验结果来看,利用多个引物根据 gi条多态带在 50个甘薯品种间 的表现情况是可以将这些品种分开的。


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